發(fā)布時間：2021-12-11 15:03

　　鋁電解工業(yè)是一個高耗能、高污染型的流程工業(yè),隨著當(dāng)今計算機技術(shù)以及信息技術(shù)在鋁電解工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用,促使鋁電解技術(shù)的發(fā)展更加信息化、智能化。通過了解電解槽的生產(chǎn)工藝和參數(shù)數(shù)據(jù)特點,以及對電解槽運行過程中數(shù)據(jù)的分析,得知鋁電解槽氧化鋁濃度合理的控制對鋁電解生產(chǎn)過程提高電流效率、降低能量消耗有重要作用。為便于對電解槽中的氧化鋁濃度進行有效預(yù)測,采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測算法對電解槽中的氧化鋁濃度進行預(yù)測。利用專家知識選擇對氧化鋁濃度有較大影響的電流、工作電壓、下料量、出鋁量、鋁水平、電阻、分子比和電解質(zhì)水平這8個參數(shù)數(shù)據(jù)。對參數(shù)數(shù)據(jù)缺失值進行拉格朗日插值處理以及異常值進行箱型圖檢測以及降噪處理,然后選擇這8個處理后的參數(shù)數(shù)據(jù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)氧化鋁濃度預(yù)測模型的輸入,氧化鋁濃度作為預(yù)測模型的輸出,建立了氧化鋁濃度預(yù)測的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。為了提高BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的精度和訓(xùn)練速度,采用L-M優(yōu)化算法對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練進行優(yōu)化。將工業(yè)生產(chǎn)采集的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),分為訓(xùn)練集（70%）、驗證集（15%）以及測試集（15%）。經(jīng)過計算,得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型驗證和測試的均方誤差分別為:0.013581、... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋁電解過程簡圖

第一章緒論31.2氧化鋁濃度控制方法根據(jù)目前工業(yè)上對鋁電解槽的研究，保證鋁電解槽平穩(wěn)運行的重要指標(biāo)為氧化鋁濃度的控制。氧化鋁濃度是鋁電解過程中一個非常重要的工藝參數(shù)，它影響鋁電解槽的物料平衡與能量平衡[12]。氧化鋁濃度控制方法主要有：一、傳統(tǒng)的定時下料控制：基于定時下料的控制方式是基于電解槽內(nèi)物料平衡原理來控制下料過程，通過周期性的停止下料等待效應(yīng)來達到控制物料平衡，消除下料間隙可能產(chǎn)生的沉淀。定時下料不能適應(yīng)電解槽發(fā)生狀況時對電解槽做出合理的下料決策。定時下料控制的典型控制模式圖如下圖1-2所示[7]：圖1-2定時下料控制模式圖二、基于電解槽電阻斜率氧化鋁濃度的控制：是氧化鋁濃度控制的比較傳統(tǒng)的方法。通過采集電解槽的槽電壓和系列電流兩個量計算槽電阻的值，利用槽電阻與氧化鋁濃度的對應(yīng)關(guān)系確定氧化鋁濃度的值。以調(diào)節(jié)電解槽中的氧化鋁濃度值，達到控制氧化鋁濃度的目的�；诓垭娮栊甭矢櫟难趸X濃度控制原理圖[13]如下圖1-3所示：

第一章緒論4圖1-3基于電阻斜率跟蹤的氧化鋁濃度控制圖三、氧化鋁濃度模糊控制[14]：氧化鋁濃度模糊控制是對電壓，電流進行采樣濾波，得到氧化鋁濃度。該控制器以氧化鋁實際濃度與規(guī)定值的偏差和氧化鋁濃度變化率為輸人，氧化鋁加料間隔為輸出。將輸入量模糊化，通過建立模糊規(guī)則進行模糊推理，明確模糊量，使氧化鋁濃度控制系統(tǒng)處于良好的運行狀態(tài)。模糊控制框圖如下圖1-4所示：圖1-4氧化鋁濃度的模糊控制圖四、基于正交預(yù)測的氧化鋁濃度判定[15]：該方法原理是先明確影響氧化鋁濃度的參數(shù)與原因，然后依據(jù)參數(shù)特點建立氧化鋁濃度預(yù)估測模型，計算氧化鋁濃度的當(dāng)前值來驗證預(yù)測結(jié)果，實時調(diào)整預(yù)測因子，完善氧化鋁濃度預(yù)測模型。五、氧化鋁濃度自適應(yīng)控制[16]：控制的目的是在保持鋁電解槽物料平衡和

【參考文獻】：
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